2016 Fiscal Year Annual Research Report
Gene-activating scaffolds for in vivo tissue regeneration
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26560250
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
大矢根 綾子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (50356672)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リン酸カルシウム / 遺伝子導入 / トランスフェクション / 粒子 / 細胞足場 / DNA / ナノコンポジット / サブミクロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年研究代表者らは、細胞足場機能と遺伝子導入機能を併せ示すgene-activating scaffold構築のための要素技術として、リン酸カルシウム（CaP）過飽和溶液中での共沈反応を利用し、DNA－CaP複合体による遺伝子導入技術を開発してきた。
平成27年度は、CaP過飽和溶液を用いてポリスチレン基材表面に集積させたDNA－CaP複合体（表面集積型）の遺伝子導入機能を調べ、最適な共沈反応条件を見出した。また、DNA－CaP複合体の生成過程を調べた結果、この最適化された条件下では、まず均一核形成によってDNA－CaP複合体のナノ粒子が過飽和溶液中で生成し、同粒子がサブミクロンサイズにまで成長した後、基材上に沈降・集積していくことが明らかになった。
そこで平成28年度は、この集積前のDNA－CaP複合体粒子（液中分散型）を用いた遺伝子導入法について検討を行った。まず、平成27年度の濃度条件の検討結果を参考に、CaP過飽和溶液のCaおよびP濃度を変化させ、DNA－CaP複合体からなるサブミクロン粒子を複数種合成した。この際、複合体粒子に振動（voltexによる）を与えることで、粒子の分散性と均質性の向上を図った。得られた液中分散型のサブミクロン粒子を培養細胞に作用させ、遺伝子導入機能評価の結果に基づき合成条件を最適化した。最適化されたDNA－CaP複合体粒子（液中分散型）は、昨年度最適化した表面集積型のDNA－CaP複合体と同等の遺伝子導入機能を示すことが明らかになった。また、コントロール（遺伝子導入剤なしで培養した細胞）に対し細胞viabilityの有意な低下は認められなかった。本CaP過飽和溶液中で生成するDNA－CaP複合体粒子に振動刺激を与えることで、細胞への遺伝子導入に適したDNA－CaP複合体粒子（液中分散型）を得られることが分かった。
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